JP2013180267A

JP2013180267A - 都市ごみの資源化処理方法及び資源化処理装置

Info

Publication number: JP2013180267A
Application number: JP2012047504A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Ishida; 泰之石田; Yoshinori Tatsumi; 慶展辰巳
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2012-03-05
Filing date: 2012-03-05
Publication date: 2013-09-12

Abstract

【課題】都市ごみの資源化処理方法及びその装置であって、設備・製造コストを低減できると共に、資源化された都市ごみを安全に貯蔵又は輸送等できる都市ごみ資源化処理方法及びその装置を提供する。
【解決手段】
都市ごみを資源化する資源化手段と、該資源化物を圧縮減容する圧縮減容手段と、該減容した資源化物を貯蔵又は／及び輸送する手段とを備える都市ごみの資源化処理装置１等。前記資源化手段は、都市ごみＲＤＦ製造工程における破砕機２、乾燥脱臭機３、選別機４とするか、又は都市ごみを発酵処理するごみ資源化キルン１２とすることもできる。また、前記圧縮減容手段は、該資源化した都市ごみを真空減容する真空圧縮減容機５か、又は圧縮減容機へ不活性ガスを導入して前記圧縮減容機内の空気と置換させて不活性ガス充填する不活性ガス充填装置とすることもできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、都市ごみ資源化処理方法及びその装置に関し、特に、低コストで、資源化された都市ごみを安全に貯蔵又は輸送する方法及び装置に関する。

家庭や事業系一般から排出される都市ごみの処理方法といえば、一般には、焼却炉での直接焼却が想起される。しかし、近年では、環境への配慮やエネルギー回収の観点から、都市ごみを単に直接焼却するのではなく、燃料として資源化し、利用しようとする試みが種々提案されている。その代表例が、廃棄物固形燃料製造法や発酵法である。

廃棄物固形燃料製造法（以下「ＲＤＦ製造法」という）とは、生ごみや廃プラスチック等の可燃性のごみを、粉砕、乾燥させた後、異物を除去し、成形し、固形燃料化する方法をいう。この方法により製造された廃棄物固形燃料（以下「ＲＤＦ」という）は、その容量が加工前のごみに対し、重量が２分の１、体積が５分の１程度まで減少してハンドリング性が向上するため、１９９０年代後半から、需要は急激に増加した。

また、発酵法による廃棄物の燃料化とは、都市ごみを発酵槽で発酵処理し、均質化し、ハンドリング性を向上させて燃料化する方法をいう。

例えば、本出願人は、セメントキルン等のセメント製造設備を廃棄物の処理に有効に活用するため、ロータリーキルン又はロータリードライヤーを用い、ごみ袋に収容された生ごみを含む都市ごみ等の廃棄物をそのままロータリーキルン又はロータリードライヤーに投入し、発酵処理する方法等を提案した（特許文献１及び２参照）。

特開２００１−１９１０５９号公報特開２００１−１９１０６０号公報

しかし、ＲＤＦ製造方法は、その最終工程である成形の際に、粘着材として消石灰を大量に混合する必要があるため、製造コストが高騰するという問題がある。また、その結果物であるＲＤＦは、自然発酵しやすく、その発熱や発火を招くことから、貯蔵の安定化のために、含水率の調整等の配慮が必須となる。

また、発酵法は、セメント製造業界では、遊休キルン等を転用できる等の理由から、コスト面においても有用であるが、他業界においては、新たな施設建設が必要となる等、設備コストが莫大なものとなる蓋然性がある。そして、発酵させた都市ごみの残渣は、主として低嵩密度のフラフ状であるが、その嵩が大きいため、発酵槽のみならず貯蔵や運搬等においてもその施設は大規模となることが予想される。

そこで、本発明は、上記解決課題に鑑みてなされたものであって、設備・製造コストを低減できると共に、資源化された都市ごみを安全に貯蔵又は輸送等できる都市ごみ資源化処理方法及びその装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、都市ごみを資源化し、該資源化物を圧縮減容して、貯蔵又は／及び輸送することを特徴とする。そして、本発明によれば、資源化された都市ごみを減容することができるため、貯蔵又は／及び輸送コストを低減することができ、その結果として、資源化物の利用地域、業種等の限界枠の拡大を図ることができる。

前記資源化とは、前記都市ごみを破砕し、乾燥することにより行うか、又は発酵させることにより行うこともできる。また、前記資源化とは、前記都市ごみを破砕し、乾燥することに加えて、選別することにより行うこともできる。さらに、前記都市ごみの破砕、乾燥、選別は、都市ごみＲＤＦ製造工程における破砕工程、乾燥工程、選別工程で行うこともできる。

これにより、都市ごみの資源化をＲＤＦ製造工程を利用して行う場合には、その成形工程を真空減容等の簡便な工程へと代替できるため、高価な成形機や粘着材として混入される消石灰等が不要となり、製造コストを削減することができる。

さらに、都市ごみの資源化を発酵により行う場合には、発酵後の結果物は主としてビニール袋等が破砕された低嵩密度のフラフとなるが、このフラフを真空減容等により圧縮減容することで、高容積ゆえ生じていたフラフ状処理物の貯蔵・輸送の困難性を克服することができ、処理地域のさらに拡大が可能となる。

前記圧縮減容において、該資源化物を真空減容するか、又は圧縮減容機へ不活性ガスを導入して前記圧縮減容機内の空気と置換させて不活性ガス充填とすることもできる。

これにより、真空減容又は不活性ガス充填で包装された都市ごみの酸化を防止できるため、その結果として、温度上昇や臭気発生等の悪変を抑止でき、安全な取り扱いが可能となる。

さらに、前記都市ごみの破砕を、平均粒径２５ｍｍ以上１００ｍｍ以下の破砕物が１０質量％以上含まれるように行うこともできる。これにより、都市ごみを十分に乾燥させることができ、貯蔵の際における臭気の発生を防止し、燃焼効率のよい資源化物を得ることができる。

前記資源化物の含水率を３５質量％以下に調整することもできる。水分が３５質量％以上では着火性が悪く不完全燃焼を起こす可能性があるため、燃料として適さない。

また、本発明は、都市ごみの資源化処理装置であって、都市ごみを資源化する資源化手段と、該資源化物を圧縮減容する圧縮減容手段と、該減容した資源化物を貯蔵又は／及び輸送する手段とすることができる。本発明によれば、上記発明と同様に、資源化した都市ごみを減容でき、貯蔵又は輸送コストを低減することができる。

以上のように、本発明によれば、設備・製造コストを低減できると共に、資源化された都市ごみを安全に貯蔵又は輸送等できる都市ごみ資源化処理方法及びその装置を提供することができる。

本発明に係る都市ごみ資源化処理装置の第１の実施形態を示す図である。本発明に係る都市ごみ資源化処理装置の第２の実施形態を示す図である。

次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明に係る都市ごみ資源化処理装置の第１の実施形態を示す。この都市ごみ資源化処理装置１は、従来のＲＤＦ製造設備の一部を利用するものであって、家庭ごみや事業系一般ごみとして回収された都市ごみＷを一時貯留するごみピット（不図示）と、都市ごみＷを乾燥に適した大きさに破砕する破砕機２と、破砕機２による破砕物ＣＷを高温の熱風で乾燥し、脱臭する乾燥脱臭機３と、乾燥後の破砕物ＤＷに含まれる金属や鉱物等の異物を選別する選別機４と、異物が除去された破砕物ＳＷを圧縮減容する真空圧縮減容機５と、圧縮減容した資源化物Ｆを適宜トラック８等で輸送した後貯蔵する貯蔵タンク６等で構成される。

破砕機２は、ごみピットから運ばれた都市ごみを後段の乾燥脱臭機３で十分に乾燥させるため、平均粒径２５ｍｍ以上１００ｍｍ以下の破砕物が１０質量％以上含まれるように破砕し得るものであることが好ましい。また、乾燥脱臭機３及び選別機４は、上述のとおり一般的なＲＤＦ製造設備に設置されているものと同様の構成を有するものであるため、これらの構成についての詳細説明は割愛する。

真空圧縮減容機５は、選別機４を経た乾燥破砕物ＳＷを真空状態で圧縮し、減容するために備えられる。この真空圧縮減容機５は、例えば、袋内へ異物除去後の乾燥破砕物ＳＷを投入して密閉し、減容機５内部の空気を吸引して圧縮減容させる。尚、上記真空圧縮減容機５に代えて、不活性ガス充填装置（不図示）を用いることも好ましい。

不活性ガス充填装置とは、上述と同様に真空圧縮して減容した後、装置内部へ不活性ガスを導入して、装置内部に微量に残存する空気と置換させて不活性ガスを充填させる装置である。資源化された都市ごみＦに接触する酸素量を、真空圧縮に比べてさらに低減することができるため、酸化防止効果が高く、悪変や温度上昇を抑制することができる。

また、真空圧縮及び不活性ガス充填いずれにおいても、ＲＤＦにおいて懸念された発熱発火等が抑制されるため、安全な取り扱いが可能となり、多様な地域及び業種での利用が可能となる。

この圧縮減容した資源化物Ｆは、可燃性成分を多く含有するため、セメント焼成装置７において燃料として有効に利用することができ、仮焼炉７ａにそのまま投入したり、資源化物Ｆの減容状態を解いた後、セメントキルン７ｂにバーナーから吹き込むこともできる。セメント燃料として利用すると、燃焼時に発生する残渣はセメント内へ取り込まれるため、２次廃棄物が生じることなく好適である。

次に、本発明に係る都市ごみ資源化処理装置の第２の実施形態について、図２を参照しながら説明する。

この資源化処理装置１１は、上記資源化処理装置１の破砕機２、乾燥脱臭機３及び選別機４を、ごみ資源化キルン１２へ置き換え、他の構成については資源化処理装置１と同様である。そこで、図２において図１と同一の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。

ごみ資源化キルン１２は、都市ごみＷを発酵処理するために備えられる。都市ごみＷはその形状及び内容物が多様であるが、それらを分別する煩雑な作業等を伴うことなく、そのままごみ資源化キルン１２へ投入し、発酵させることができる。ごみ資源化キルン１２は、上述のように、セメント製造設備における遊休のロータリーキルンやロータリードライヤー等を転用することができる。

ごみ資源化キルン１２内では、内部温度を４０℃〜６０℃程度に維持し、７２時間程度かけて撹拌しながら発酵促進を図ることができる。発酵熱により含水率を減少させた資源化物ＦＷは、主としてビニール袋等が破砕されたフラフ状であり、低嵩密度であって、このままでは貯留又は運搬に不向きである。そこで、発酵後のフラフ状処理物を真空圧縮減容機５で圧縮減容し、貯蔵タンク６で貯留する。尚、前記資源化物ＦＷは、含水率が３５質量％以下であることが好ましい。

以上から、本実施形態によれば、都市ごみの資源化、燃料化の際の製造コストを削減できると共に、その貯蔵又は輸送コストをも低減できる。また、資源化された都市ごみを真空減容又は不活性ガス充填により包装することで、酸化を防止し、それに伴う温度上昇や悪変等も抑制できる。

尚、上記実施例の形態においては、都市ごみをＲＤＦ製造工程を利用したり、発酵処理する場合を例示したが、他の方法を用いてもよく、例えば、金属や鉱物等の異物の混入が少ない都市ごみについては、都市ごみを破砕し、乾燥するだけで資源化することもできる。

１都市ごみ資源化処理装置
２破砕機
３乾燥脱臭機
４選別機
５真空圧縮減容機
６貯蔵タンク
７セメント焼成装置
７ａ仮焼炉
７ｂセメントキルン
８トラック
１１都市ごみ資源化処理装置
１２ごみ資源化キルン
Ｗ都市ごみ
ＣＷ破砕物
ＤＷ乾燥破砕物
ＳＷ異物除去後の乾燥破砕物
ＦＷ発酵後の都市ごみ
Ｆ資源化された都市ごみ（セメント燃料）

Claims

都市ごみを資源化し、該資源化物を圧縮減容して、貯蔵又は／及び輸送することを特徴とする都市ごみの資源化処理方法。
前記資源化とは、前記都市ごみを破砕し、乾燥することにより行うか、又は発酵させることにより行うことを特徴とする請求項１に記載の都市ごみの資源化処理方法。
前記資源化とは、前記都市ごみを破砕し、乾燥することに加えて、選別することにより行うことを特徴とする請求項２に記載の都市ごみの資源化処理方法。
前記都市ごみの破砕、乾燥及び選別は、都市ごみＲＤＦ製造工程における破砕工程、乾燥工程及び選別工程で行うことを特徴とする請求項３に記載の都市ごみの資源化処理方法。
前記都市ごみの破砕は、平均粒径２５ｍｍ以上１００ｍｍ以下の破砕物が１０質量％以上含まれるように行うことを特徴とする請求項２、３又は４に記載の都市ごみの資源化処理方法。
前記圧縮減容前の資源化物の含水率を３５質量％以下に調整することを特徴とする請求項１乃至５に記載の都市ごみの資源化処理方法。
前記圧縮減容において、該資源化物を真空減容するか、又は圧縮減容機へ不活性ガスを導入して前記圧縮減容機内の空気と置換させて不活性ガス充填することを特徴とする請求項１乃至６に記載の都市ごみの資源処理方法。
都市ごみを資源化する資源化手段と、該資源化物を圧縮減容する圧縮減容手段と、該減容した資源化物を貯蔵又は／及び輸送する手段とを備えることを特徴とする都市ごみの資源化処理装置。